Das Projekt "Die Abscheidung von Arsen bei der Gewinnung von Nichteisenmetallen aus Magererzen und anderen Materialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MFC Industrial Holdings AG durchgeführt. Objective: To set up a 'clean technology' in order to prevent arsenic pollution when extracting non ferrous metals from low grade ores and other materials. General Information: Raw materials for the extraction of non-ferrous metals often contain arsenic which must be separated during the metallurgical processing of such materials. When employing the current methods of roasting or smelting of non-ferrous metal containing material, arsenic is volatilised in the form of arsenic oxide and then removed from the off-gas by condensation. Liquid phases are often formed during the condensation of arsenic oxide which can cause blocking of the off-gas duct. The removal of arsenic oxide build-up poses technical problems and is because of its poisonous nature dangerous for the personnel involved. As well, a small part of the arsenic oxide is dissolved in the liquid used for scrubbing the gas. The removal of arsenic from this liquid involves considerable technology. The object of the present work is the development of a process by which the arsenic in the off-gases is converted to arsenic sulphide, which is less volatile than arsenic oxide. As has been shown experimentally the condensation of arsenic sulphide vapour can be carried out by shock-cooling in aqueous solutions.
Das Projekt "Arsen und Fluor in der semiariden Region Chaco, Argentinien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften - Umweltgeochemie durchgeführt. Mit der Entwicklung nachweisstarker Analysenmethoden im frühen 19. Jhd. ließ der beliebte Einsatz des Giftes Arsen nach; in den 1990ern kam es aufgrund seiner chronisch toxischen Wirkung zurück in die Schlagzeilen. Als 'biggest mass poisoning in human history' wurden Krebserkrankungen infolge natürlich erhöhter As-Gehalte in Grundwässern Asiens bezeichnet. Einige Länder Südamerikas sind mit ähnlichen Problemen konfrontiert, die bis heute allerdings weit weniger Publicity und Forschungsaktivitäten erzeugt haben. Am LS Analytische Chemie (Prof. Dr. Clara Pasquali) der Universität Santiago del Estero wird seit 2006 zum Thema Wasserqualität mit Fokus auf Arsen geforscht, gefördert durch das Programm 'Voluntariado Universitario'. Die Idee ist, Studenten auf Volontärbasis in Forschungsprojekte einzubeziehen und einen unmittelbaren Nutzen für die Gesellschaft hervorzubringen. Allein in der semiariden Region Chaco steht für 1.2 Mio. Einwohner nur Grundwasser als Trink-, Tränk- und Brauchwasser zur Verfügung. Eine Fläche von 1 Mio. km2 weist As-Gehalte auf, die den Trinkwasser-Grenzwert (10 ug/L) um ein Vielfaches überschreiten. Die Quelle sind Vulkanaschen tertiärer und quartärer Sedimente (As 6-10 mg/kg). Eine Besonderheit dieses vulkanischen Ursprungs sind die gleichzeitig erhöhten Fluorgehalte (-500 mg/kg). Fluor ist interessant, da der Bereich zwischen Essentialität (1 mg/L; Karies-Prophylaxe) und Toxizität (größer als 1.5 mg/L Zahnschädigungen, Knochenverhärtungen) sehr klein ist. Wie erhöhte As- und F-Gehalte gemeinsam wirken, ist unklar. Die Arbeitsgruppe von Prof. Pasquali hat in den letzten Jahren hervorragende Arbeit geleistet in der Umweltbildung, der Förderung interdisziplinären Arbeitens zwischen Studenten verschiedener Studiengänge, des Aufbaus einer Forschungsinfrastruktur und der Charakterisierung von Grund- und Oberflächenwässern hinsichtlich ihrer Nutzung sowie As-Gesamtgehalte. Wie in anderen Gebieten Lateinamerikas aber auch fehlt es an Methoden und Ergebnissen zur As-Speziierung. Diese ist Grundvoraussetzung für die Klärung der As-Mobilität (und damit verbunden der Effizienz von Wasseraufbereitungsmaßnahmen) und -Toxizität. Ein Aspekt, der für die Arbeitsgruppe in Bayreuth hohes Forschungspotential verspricht, ist dabei das mögliche Auftreten von As-F-Komplexen. Hexafluorarsenat (AsF6)- entsteht aus der Reaktion von Arsenat mit Fluorit (einem hydrothermalen Mineral) und ist unter natürlichen Bedingungen stabil. Der bislang einzige Nachweis von AsF6- in der Natur stammt aus Industriewässern. Mit 78-100% des Gesamtarsens dominierte AsF6- dort die As-Speziierung, weit vor den sonst bekannten anorganischen Spezies Arsenit und Arsenat. Nur mit Hilfe einer speziellen chromatographischen Trennung war der Nachweis von AsF6- möglich; mit Standardmethoden blieb es unerkannt. (Text gekürzt)
Das Projekt "Teilvorhaben 5: PGE-Mobilisierung in oxidierten und verwitterten Erzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Mineralogie durchgeführt. Es werden Experimente unter definierten Bedingungen durchgeführt, um Parameter zu erhalten, die für die Mobilität und Umverteilung von Platinmetallen (PGE) im oberflächennahen Bereich (Oxidation) von Bedeutung sind. Das metallurgische Ausbringen von PGE in oxidierten Erzen ist bekannterweise sehr niedrig. Dieser Befund ist bedingt durch die Remobilisierung der PGE unter supergenen Bedingungen. Theoretische Studien deuten darauf hin, dass auch die PGE unter oxidierenden Bedingungen und in sauren, Chlorid-reichen Lösungen mobil sind. Gelöstes organisches Material kann ebenso eine wichtige Rolle spielen. Experimentelle Untersuchungen für die PGE fehlen jedoch bisher. Experimente werden mit PGE-haltigen Sulfiden und Telluriden durchgeführt, um die Konzentrationen der PGE in wässrigen Lösungen nach Reaktion mit PGE-haltigen Mineralen zu ermitteln. Die Rolle von Chlor und organischem Material in Lösungen wird ermittelt. Um zu verstehen, welche Phasen die Mobilität von Pt und Pd wesentlich kontrollieren, werden Experimente mit speziellen Mineralphasen durchgeführt, die im Bushveld-Komplex von Bedeutung sind: Sulfide, Telluride oder Arsenide. Die Experimente werden über unterschiedliche Zeiträume durchgeführt und die nach Reaktion mit den Mineralen erhaltenen PGEs in der Lösung werden mit ICP-MS Analysen und Voltametrie untersucht. Die Experimente werden in Kombination mit den Untersuchungen der frischen und oxidierten Erze sowie jener der Übergangszone dazu beitragen zu ermitteln (1) welche PGE-haltigen Phasen bevorzugt oxidiert werden, (2) welche Fluide effizient bei der Mobilisierung der PGE sind, und (3) welche Unterschiede in der Mobilität der verschiedenen PGE existieren.
Das Projekt "Teilprojekt: Determinanten der Biomeythylierung/-hydrierung von Metall(oiden) beim Menschen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Universitätsklinikum, Institut für Hygiene, Arbeits- und Umweltmedizin durchgeführt. Metall(oid)organische Verbindungen werden nicht nur in verschiedenen Umweltkompartimenten, sondern auch im menschlichen Organismus produziert. Über die Bildung mit Hilfe von Enzymen des endogenen Stoffwechsels hinaus gibt es Hinweise auf eine Produktion methylierter Derivate durch die mikrobielle Flora des Verdauungstraktes. Elementselektivität und quantitative Bedeutung dieser Prozesse sind bisher nicht bekannt. Nach Verabreichung anorganischer Bi- und Se-Präparate an Probanden bzw. der therapeutischen Applikation von Arsenik an Leukämiepatienten soll durch Analysen von Atemluft-, Blut-, Urin- und Stuhlproben ein umfassendes Bild der inneren Belastung mit Organometall(oid)en gewonnen werden. Analog soll bei Patienten verfahren werden, die bei der Entfernung von Amalgamfüllungen erhöhten Hg-Belastungen ausgesetzt sind. Anhand der Ergebnisse dieser Studien sowie von Untersuchungen bei Normalpopulationen und exponierten Kollektiven sollen die gesundheitlichen Risiken abgeschätzt werden, die von den im menschlichen Organismus gebildeten Organometall(oid)en ausgehen.
Das Projekt "Die Rolle des Schwefels im primordialen biochemischen Arsen-Kreislauf - Mono Lake" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften - Umweltgeochemie durchgeführt. Leben wie wir es heute kennen, benötigt Phosphor. Arsen, das im Periodensystem unmittelbar darunter liegt, zeigt genügend chemische Ähnlichkeit, dass viele Organismen versuchen, Phosphat durch Arsenat zu ersetzen; für die meisten Organismen ist Arsen aber ein Gift. Kürzlich wurden allerdings vom Mono Lake - einem Arsen- und Sulfid-reichen, Sauerstoffarmen, hypersalinaren See Mikroorganismen isoliert, die Arsenat als Elektronenakzeptor verwenden können. Da der Mono Lake typische primordiale Bedingungen aufweist, stellt sich die Frage, ob As-Metabolisierer ein Indikator dafür sind, dass Arsen vor der Entwicklung der modernen Photosynthese eine wichtige biologische Rolle spielte. Wir vermuten, dass ein solcher früher Arsen-Kreislauf ganz entscheidend durch Schwefel beeinflusst worden wäre. Anstelle einer direkten Oxidation von Arsenit zu Arsenat, schlagen wir vor, dass Arsenit in sulfidischen Environments viel einfacher mit Polysulfiden reagieren kann, sich daraus Thioarsenate bilden, die sich wiederum zu Arsenat umwandeln. Die Identifikation von Reaktionswegen und -raten der Thioarsenatbildung und -umwandlung wird grundlegende Mechanismen des Energiegewinns primitiver Mikroorganismen aufdecken und wichtige Hinweise geben auf die Entwicklung frühen und möglicherweise extraterrestrischen Lebens. Derzeit werden gezielt zwei Organismen untersucht: der anaerobe chemoautotrophe Arsenat-Respirierer MLMS-1 und der fakultative, chemoautotrophe Arsenit-Oxidierer MLHE-1.
Das Projekt "Bilanzierung von Schwermetallen, organischen Chemikalien und giftigen Mikrosubstanzen in Kohlevergasungs- und verfluessigungsanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bergbau-Forschung, Forschungsinstitut des Steinkohlenbergbauvereins durchgeführt. Objective: To fill in gaps existing in the knowledge about the fate of trace elements during coal gasification and liquefaction. By listing the most important trace elements in a gasification plant as a function of operating conditions, this project is intended to provide the bases for devising abatement technologies. General Information: The study of trace elements is initially limited to six metals: lead, cadmium, arsenic, nickel, vanadium and mercury, together with the elements chlorine and fluorine. Sampling methods are developed to find any trace elements contained in the crude gas. The knowledge of the mass distribution of the input and output substances is needed in order to determine trace element residues. The maximum possible abatement of releases of trace elements and of the effects on the environment of trace elements has to be considered.
Das Projekt "Tracerversuche zum Transport- und Reaktionsverhalten von Arsen im suboxischen Bereich eines kontaminierten Aquifers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Im beantragten Projekt soll das Transport- und Reaktionsverhalten von Arsen im suboxischen Milieu unter Feldbedingungen untersucht werden. Hierzu soll in enger Kooperation mit Mitarbeitern des US Geological Survey, Dr. J. Davis und Dr. D. Kent (Menlo Park, Californien, USA) auf dem Testfeld Cape cod in Massachusetts ein Tracerversuch durchgeführt werden. Das Gelände wird seit vielen Jahren als Versuchsstandort für Tracerstudien eingesetzt und ist aufgrund der geochemischen Bedingungen für die Fragestellung ideal geeignet. Der Aquifer ist durch zahlreiche Multilevelmessstellen erschlossen und hat einen ausgedehnten suboxischen Milieubereich, in dem die Untersuchungen durchgeführt werden sollen. Das Arsen soll parallel mit einem nicht-reaktiven Tracer als Arsenat (Arsen V) in den Untergrund eingebracht werden. Beobachtet wird dann das physikochemische Transportverhalten sowie das Reaktionsverhalten von Arsen. Dabei ist zum einen mit Sorptionvorgängen, vor allem an Eisenmineralen zu rechnen, zum anderen wird das Arsen voraussichtlich anteilig reduziert und zu Arsenit sowie reduzierten organischen Spezies umgesetzt. Diese Spezies sollen im Wasser untersucht werden. Es handelt sich dabei um Spezies hoher toxikologischer Relevanz, die auch weitaus mobiler und volatilen sind als das fünfwertige Arsen.
Das Projekt "Duennschicht Solarzellen aus Galliumarsenik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Das beantragte Forschungsvorhaben soll als gemeinsames Fortsetzungsprojekt von zwei Projekten des ISE (BMFT/BEO 0328554B) und der Universitaet Stuttgart (BMVT/BEO 0328861A) durchgefuehrt werden. Das Projekt umfasst Arbeiten zur Materialentwicklung d.h. Epitaxie und Charakterisierung, zur Solarzellentechnologie und zur Konzentrator-Modulenentwicklung fuer GaAs-Solarzellen hoechsten Wirkungsgrades. Schwerpunkte und Ziele der Arbeiten werden sein: Materialentwicklung: Vergleichende Untersuchung von Al-haltigen und Al-freien Systemen, Untersuchung und Entwicklung verspannter Systeme mit Hinblick auf Heteroepitaxie von GaAs auf Fremdsubstraten. GaAs-Solarzellenentwicklung: Prozessierung von GaAs-Solarzellen auf 1x1 cm2 und 2x2 cm2 Flaeche mit Wirkungsgraden groesser als 24 Prozent (AM1,5). Entwicklung von GaAs-Solarzellen auf Si- und Ge-Substrat mit Wirkungsgraden groesser als 18 Prozent. Herstellung von Konzentratorsolarzellen fuer die Konzentrationsbereiche C=30 und C=100 mit Wirkungsgraden von 25-28 Prozent. Konzentrator-Module: Entwicklung eines holographischen Konzentrator-Moduls fuer den Konzentrationsbereich C = 10 bis 30. Entwicklung eines Fresnellinsen-Konzentrator-Moduls fuer den Konzentrationsbereich C = 100.
Das Projekt "Bedeutung abiotischer Redoxprozesse des Arsens an Oberflächen sekundärer oxidischer Eisen- und Manganminerale" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. In wässrigen Systemen ist die quantitative Bedeutung abiotischer Redoxprozesse gegenüber mikrobiell katalysierten Redoxübergängen bislang wenig bekannt. Ort des abiotischen Umsatzes ist die reaktive Oberfläche sekundärer oxidischer Minerale des Mangans und des Eisens. Untersuchungen des Redoxverhaltens von Arsen in abgeschlossenen bzw. laufenden DFG-Projekten weisen darauf hin, dass sowohl bei der Oxidation von As(III) zu As(V) als auch bei der Reduktion des Arsenates zum Arsenit abiotische Prozesse an oxidischen Oberflächen von großer Bedeutung sind. Im beantragten Projekt sollen daher sowohl die Prozessabläufe als auch ihre Kinetik in Laboruntersuchungen in geschlossenen und offenen Systemen betrachtet werden. Hierbei werden klassische Methoden der Hydrogeochemie (Spezies-Untersuchungen in Wasser und Elutionslösungen) mit mineralogischen Methoden zur Untersuchung von Mineralstrukturen und Bindungscharakteristika an der Oberfläche (REM, TRDX, XAFS und XANES) kombiniert.
Das Projekt "Indirekte Spurenbestimmung ausgewaehlter Ionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Anorganische Chemie durchgeführt. Arsenit- und Sulfitsalze werden durch polarographische und titrimetrische Methoden quantitativ bestimmt. Dabei erfolgt die Bestimmung nicht direkt, sondern ueber zwischengeschaltete Verstaerkungsreaktionen, wodurch eine deutliche Absenkung der Nachweisgrenzen in den ppm- bzw ppb-Bereich erreicht werden kann.
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